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计算机网络的功能

自20世纪60年代末计算机网络诞生以来，仅十年时间它就以一场迅猛的速度发展起来，被越来越广泛的应用于政治、经济、军事、生产及科学技术等领域。计算机网络的主要功能包括如下几个方面。
1.数据通信
现代社会的信息量激增，信息交换也日益增多，利用网络来传输各种信息和数据，比传统的方式更节省资源和更高效。另外，通过网络还可以传输声音、图像和视频，实现多媒体通信。
2.资源共享
在计算机网络中有许多昂贵的资源，图大型数据库、计算机集群等，并不是每一个用户都拥有，所以必须实行资源共享。资源共享包括硬件资源的共享，如打印机、大容量磁盘等，也包括软件资源的共享，如程序、数据等。热门的“云计算”就是讲强大的运算能力、存储能力以及软件资源共享给大量的用户，以此避免重复投资和劳动，从而提高了资源的利用率，是系统的整体性价比得到提高。
3.增加可靠性
在一个系统内，单个不见货计算机的暂时失效必须通过替换资源的方法来维持系统的持续运行。但在计算机网络中，每种资源（尤其是城西和数据）可以分别存放在多个地点，为用户可以通过多只给你途径来访问网络内部的某个资源，避免了单点失效对用户造成的影响。
4.提高系统处理能力
单机的处理能力是有限的，而同一网络内的多台计算机可以通过协同操作和并行吃力来提高整个系统的处理能力，使网络内个计算机实现负载均衡。
由于计算机网络具备上述功能，因此得到广泛的应用。最典型的代表就是互联网，它实质上就是一个全世界范围内的计算机网络。

1. 移动通信发展标题历程

移动通信技术具有代际演进规律

• G代表一代
• 每十年一个周期

• 1G 1980s 语音

主要代表：美国的高级移动电话系统（AMPS） 英国的全入网通信系统(TACS)日本的电报电话系统（NMT）

• 2G 1990s 短信

标准：欧洲的全球移动通信系统（GAM）和美国高通公司推出的IS-95CDMA
2.5G GMS系统的通用分组无线服务技术（GPRS）增强型数据速率GMS演进技术（EDGE）和CDMA系统的IS-95B

• 3G 2000s 社交应用 移动多媒体时代

标准：Wideband CDMA宽带码分多址（WCDMA）、窄带CDMA,向后兼容IS-95的宽带CDMA框架（CDMA2000）、Time Division – Synchronous CDMA，时分同步CDMA（TD-SCSMA)

• 4G 2010s 在线、互动、游戏 移动互联网时代

标准：LTE-Advanced、Wireless MAN-dvanced

• 5G 2020s 虚拟现实、零时延感知 万物互联时代

标准：中国5G之花

2. 5G技术指标

中国5G之花

ITU定义的三大应用场景
增强型移动宽带 eMBB
海量机器通信 mMTC
超高可靠和低时延通信 uRLLC

5G技术特点
高速度 泛在网 低功耗 低时延 万物互联 重构安全体系

3. 5G应用场景

VR/AR

• VR：虚拟现实
• AR：增强现实
• MR：混合现实
  
  车联网
  自动驾驶
  远程驾驶
  编队驾驶

远程医疗
远程B超
远程手术

智慧城市

智慧城市
任何人
任何时间
任何地点
获取所需的服务

4.5G关键技术

超密集组网
5G需满足热点高容量场景（高流量密度 高效率）
超密集组网：大量增加小基站，以空间换性能
基站一般包括：宏基站和小基站
宏基站：即“铁塔站”，一般覆盖范围数千米
小基站：一般覆盖范围在10m~200m，小基站有分为
家庭基站
微基站
微微基站（又称皮基站）
室内基站
个人基站

小基站优势
体积小、成本低，安装容易，适合深度覆盖
功率小，干扰小，更小的敢为内实现频率复用，提升容量
距离用户近，提升信号质量和高速率

部署架构：
1.宏基站+微基站
2.微基站+微基站

关键技术
1.多连接技术
2.无线回传技术

大规模天线阵列
优点
1.提升了信号可靠性
2.提升了基站吞吐率
3.大幅降低对周边基站的干扰
4.服务更多的移动终端

动态自组织网络
用于满足低时延可靠场景
优点
1.部署灵活
2.支持多跳
3.高可靠性
4.支持超高带宽

软件定义网络（SDN）
物理上分离控制平面和转发平面
控制器集中管理多台转发设备
服务器和程序部署在控制器上

网络功能虚拟化（NFV）
软硬件解耦，虚拟化
通用硬件实现网络功能

SDN与NFV区别
SDN是面向网络架构的创新
NFV是面向设备形态的创新

5. 5G面临的挑战

频谱资源挑战
5GHz一下的频段已非常拥挤
解决方向：高频段和超高频段

新业务
uRLLC:对时延可靠性要求很高
mMTC:对链接数量、耗电/待机要求较高
eMMB:AR/VR等传输速率要求高

新场景
移动热点： 大量热点带来的超密组网挑战
物联网络：物联新业务远超人的活动范围
低空/高空覆盖：无人机、飞机航线覆盖等

终端设备挑战
物联网终端爆发式增长
终端多模研发、工艺、电池寿命等挑战

安全挑战
三大场景安全挑战
uRLLC:安全处理性能、二次认证、已知漏洞
mMTC:轻量化安全、海量链接信令风暴
eMMB:低延时的安全算法、边缘计算、隐私保护

新构架安全挑战
SDN、NFV等新安全挑战